關于氣體分餾裝置的先進控制系統探討

王帥(西安石油大學化工學院， 陜西 西安 710065)

關于氣體分餾裝置的先進控制系統探討

王帥(西安石油大學化工學院， 陜西 西安 710065)

目前，我國的煉油廠氣體分餾裝置引進了Honeywell公司的RMPCT先進控制技術，將氣體分餾塔工藝的相關計算軟件包和由精餾塔機理模型得到的氣體分餾裝置的動態數學模型進行結合，實現了對氣體分餾產品質量的軟測量儀表計算。通過不斷地對分餾工程進行開發和相關軟件調試，氣體分餾裝置得到了較好的改善，先進系統的使用率達到了90%，不僅提高了分餾裝置操作的平穩性，還降低了能耗，提高了經濟效益。

氣體分餾裝置；先進控制系統；應用

0 引言

我國氣體分餾裝置的先進控制系統在采用Honeywell公司的RMPCT先進控制技術的同時，還利用了軟測量技術，實現了對氣體分餾過程裝置的先進性控制和優化控制。引進的先進分餾控制系統不但提高了分餾裝置操作的穩定性，減輕了操作人員的工作量，還降低了能源的消耗，大大提高了分餾產品的質量水平。

1 氣體分餾裝置的現狀

根據對氣體分餾裝置生產產品的數據分析，我國氣體分餾裝置的處理量是一年15萬噸左右，通過對分餾技術的改造和對裝置性能的改造，目前我國氣體分餾裝置的處理量提高到了一年30萬噸。我國的氣體分餾裝置一般采用五塔模式設計的生產流程，主要包括脫乙烷塔、脫丙烷塔、丙烯精餾塔、輕C4塔和重C4塔，其中的丙烯精餾塔是由塔—3(丙烯塔—1)和塔—4(丙烯塔—2)構成的接力塔，主要用于生產聚合丙烯。用于分餾的氣體主要來源于二催液態烴和重催液態烴，生產出來的產品主要有丙烷、丙烯、輕C4和重C4。

2 先進控制系統的設計技術

氣體分餾裝置的先進控制系統的核心是對多種變量進行預估和控制，由于先進控制系統的內涵比較豐富，富有較強的時代特征，因而沒有特別嚴格的統一定義。通過引進先進的控制系統，對氣體分餾裝置進行控制，可以改善氣體分餾過程中對動態變量的控制功能，減小氣體分餾過程中變量帶來的波動幅度，從而提高氣體分餾裝置的穩定性，增強裝置的安全性。在保證產品質量的同時，還提高了產品的收率，既節省了能源的消耗，又降低了裝置的運行成本，減少了對環境的污染。

3 先進控制系統的控制方案

氣體分餾裝置實施先進控制系統的目標在于：穩定各塔的操作過程，提高分餾裝置運行的平穩率；保證分餾產品的質量，降低產品的偏差率；降低分餾裝置的能耗；減少工作人員的勞動強度；延長分餾設備的使用壽命等。其中的優化控制層主要是通過產品質量控制器實現的，操作人員需要根據約束條件和相關產品實際的質量數據計算出系統需要運行的狀態參數，并將該數據作為下一層即過程參數控制器的輸入值。過程參數控制器則需要根據相應準確的控制結構，實現對上一層即優化控制層所要求的狀態數據控制。

4 先進控制系統的成果效益

氣體分餾裝置引進先進控制系統之后，經過半年多的試運營，系統的各項功能和生產指標都已達到預期的效果。使用先進控制系統后的丙烯收率及能耗見表1、表2。

表1 空白標定和先進控制標定丙烯收率對比

表2 空白標定和先進控制標定能耗對比

從以上兩表中可以看出：氣體分餾裝置引進先進控制系統之后，分餾產品丙烯收率提高了0.55個百分點左右，產生的經濟效益已經大幅度提高。

5 結語

氣體分餾裝置引進先進控制系統之后，控制器的使用率達到了90%以上。一旦在分餾過程中出現了異常情況，先進控制系統會迅速切除該部分操作，減小了生產的波動性，提高了整個分餾裝置操作過程的平穩性，實現了對分餾產品質量的恰當控制，大大提高了經濟效益。

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